(57)【要約】  非水電解質二次電池は、正極と負極とがセパレータを挟んで巻回されて円筒状の収容部材に収容される電極体を備え、正極は正極集電体と正極集電体上を延在する正極活物質層とを備え、負極は負極集電体と負極集電体上を延在する負極活物質層と負極集電体に接続される負極リードとを備える。負極リードは負極活物質層の端部および正極活物質層の端部よりも電極体の巻芯側に配置される。収容部材が円形状となるような平面で切断した場合に、収容部材の中心を角の頂点とし、角の頂点から負極リードの両端に向かって引いた仮想的な線を角の辺とし、上記二つの端部のうち少なくとも一方は、角の中心と角の辺で規定される鋭角（θ１）の領域に含まれる。
2018061381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極とがセパレータを挟んで巻回された電極体を備えた非水電解質二次電池であって、
前記電極体は、円筒形状の収容部材に収容され、
前記正極は、正極集電体と正極活物質層とを備え、
前記正極活物質層は、前記正極集電体上に延在するように配設され、
前記負極は、負極集電体と負極活物質層と負極リードとを備え、
前記負極活物質層は、前記負極集電体上に延在するように配設され、
前記負極リードは、前記負極集電体に接続され、
前記負極リードは、前記負極活物質層の端部および前記正極活物質層の端部よりも、前記電極体の巻芯側に配置され、
前記収容部材が円形状となるような平面で切断した場合に、前記収容部材の中心を角の頂点とし、前記角の頂点から前記負極リードの両端に向かって引いた仮想的な線を角の辺とし、
前記負極活物質層の端部および前記正極活物質層の端部のうち少なくとも一方は、前記角の中心と前記角の辺で規定される鋭角の領域に含まれる、非水電解質二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記負極集電体は長尺状であり、前記負極集電体の短手方向を前記負極集電体の幅方向とした場合に、
前記負極集電体の幅方向における前記負極リードは、前記負極集電体の幅方向の前記負極集電体の長さの７０％以上の長さを有する、非水電解質二次電池。
【請求項３】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記電極体の径方向から見たとき、前記負極活物質層の前記端部および前記正極活物質層の前記端部の少なくとも一方の全てが前記負極リードに重なる、非水電解質二次電池。
【請求項４】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記正極活物質層が、一般式ＬｉＸＮｉＹＭ１−ＸＯ２（０＜Ｘ＜１.１、０.８＜Ｙ、Ｍは、少なくとも１種以上の金属）で表されるリチウム−ニッケル複合酸化物を含む、非水電解質二次電池。
【請求項５】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記負極活物質が、Ｌｉの挿入離脱が可能な層状構造を有する化合物である、非水電解質二次電池。
【請求項６】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記負極リードは、前記正極集電体および前記負極集電体の厚みに対して３倍以上３５倍以下の厚みを有する、非水電解質二次電池。
【請求項７】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記負極リードは、３０から１００の範囲のビッカース硬さに含まれる硬さを有する、非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
非水電解質二次電池としては、特許文献１に記載されているものがある。この非水電解質二次電池では、長尺状の正極と長尺状の負極がセパレータを挟んで渦巻き状に巻回される。この非水電解質二次電池の正極は、正極集電体の両面に正極活物質層を設けた両側領域と、片側のみに正極活物質層を設けた片側領域とを有する。片側領域は、両側領域よりも巻き始め側（巻芯側）に配設される。この非水電解質二次電池では、両側領域よりも巻き始め側に片側領域を設けることによって、巻き始め側のエネルギー密度を低下させて、リチウムの吸蔵に伴う膨張収縮による応力を緩和させ、局所的な歪みを緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４４６４号公報
【発明の概要】
【０００４】
特許文献１の非水電解質二次電池では、正極活物質層の片側領域を設けることにより局所的な歪みを緩和するものであるが、非水電解質二次電池のエネルギー密度は低下する。すなわち、非水電解質二次電池のエネルギー密度を意図的に低下させることなく、局所的な歪みを抑制することは難しい。一方で、非水電解質二次電池の充放電を繰り返すことにより局所的な歪み等が蓄積し、電極体が座屈する場合もある。
【０００５】
そこで、本開示の目的は、電極体の座屈が抑制された非水電解質二次電池を提供することにある。
【０００６】
本開示の一態様である非水電解質二次電池は、正極と負極とがセパレータを挟んで巻回された電極体を備える。電極体は円筒形状の収容部材に収容される。正極は正極集電体と正極活物質層とを備える。正極活物質層は正極集電体上に延在するように配設される。負極は負極集電体と負極活物質層と負極リードとを備える。負極活物質層は負極集電体上に延在するように配設される。負極リードは負極集電体に接続される。負極リードは負極活物質層の端部および正極活物質層の端部よりも電極体の巻芯側に配置される。収容部材が円形状となるような平面で切断した場合に、収容部材の中心を角の頂点とし、角の頂点から負極リードの両端に向かって引いた仮想的な線を角の辺とし、負極活物質層の端部および正極活物質層の端部のうち少なくとも一方は、角の中心と角の辺で規定される鋭角の領域に含まれる。
【０００７】
本開示によれば、電極体での座屈の発生が抑制された非水電解質二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、非水電解質二次電池の軸中心を含む断面図である。
【図２】図２は、非水電解質二次電池の電極体の斜視図である。
【図３】図３は、電極体を構成する正極及び負極の巻回前の状態を示す正面図である。
【図４】図４は、電極体をＺ方向に垂直な平面で切断したときにおける、電極体の巻芯近傍の模式断面図である。
【図５】図５は、参考例の電極体における図４に対応する模式断面図である。
【図６】図６は、変形例１の電極体における図４に対応する模式断面図である。
【図７】図７は、変形例２の電極体における図４に対応する模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。また、実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものである。
【００１０】
実施形態について、r方向、θ方向、Z方向およびγ方向という文言を用いて説明する。ｒ方向は、円筒型電池である非水電解質二次電池１０の径方向（電極体１４の径方向）を示す。θ方向は、非水電解質二次電池１０の周方向（電極体１４の周方向）を示す。Ｚ方向は、非水電解質二次電池１０の高さ方向（軸方向）を示し、電極体１４の高さ方向（軸方向）に一致する。γ方向は、帯状の正極１１、帯状の負極１２、及び帯状のセパレータ１３を矩形状に展開したときの長手方向（巻回方向）を示す。
【００１１】
図１は、非水電解質二次電池１０の軸中心を含む断面図である。図２は、非水電解質二次電池１０の電極体１４の斜視図である。図３は、電極体１４を構成する正極１１及び負極１２の巻回前の状態を示す正面図であり、正極１１及び負極１２を矩形状に展開したときの正面図である。図３では、紙面右側が電極体１４の巻き始め側であり、紙面左側が電極体１４の巻き終り側である。
【００１２】
非水電解質二次電池１０は、円筒形の金属製のケース本体（収容部材）を有する円筒型電池である。非水電解質二次電池１０は、巻回型の電極体１４と、非水電解質（図示せず）とを備える。電極体１４の上方には絶縁板１７が設けられ、電極体１４の下方には絶縁板１８が設けられる。正極リード１９は、絶縁板１７の貫通孔を通って封口体１６側に延び、封口体１６の底板であるフィルタ２２の下面に溶接される。フィルタ２２は、封口体１６の天板であるキャップ２６に電気的に接続される。キャップ２６は、非水電解質二次電池１０の正極端子となる。負極リード２０ａは絶縁板１８の貫通孔を通り、負極リード２０ｂは絶縁板１８の外側を通って、ケース本体１５の底部側に延び、ケース本体１５の底部内面に溶接される。ケース本体１５は、非水電解質二次電池１０の負極端子となる。
【００１３】
ケース本体１５は、有底の円筒形状の金属製容器である。ケース本体１５と封口体１６の間にはガスケット２７が設けられ、電池ケース内の密閉性が確保される。ケース本体１５は、封口体１６を支持する張り出し部２１を有する。張り出し部２１は、例えば側面部を外側からプレスして形成される。張り出し部２１は、ケース本体１５の周方向に沿って環状に形成されることが好ましく、その上面で封口体１６を支持する。
【００１４】
封口体１６は、電極体１４側から順に積層された、フィルタ２２、下弁体２３、絶縁部材２４、上弁体２５、及びキャップ２６を有する。封口体１６を構成する各部材２２〜２６は、例えば円板形状又はリング形状を有し、絶縁部材２４を除く各部材２２,２３,２５,２６は、互いに電気的に接続される。下弁体２３と上弁体２５は、ｒ方向の中央部で互いに電気的に接続され、下弁体２３と上弁体２５の周縁部におけるＺ方向の間には、絶縁部材２４が介挿される。異常発熱で電池の内圧が上昇すると、下弁体２３が破断し、これにより上弁体２５がキャップ２６側に膨れて下弁体２３から離れ、両者の電気的接続が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体２５が破断し、キャップ２６の開口部からガスが排出される。
【００１５】
巻回型の電極体１４は、長尺状の正極１１、長尺状の負極１２および長尺状のセパレータ１３とを有する。正極１１と負極１２とはセパレータ１３を挟んで渦巻き状に巻回される。非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。
【００１６】
正極１１は、帯状の正極集電体３０と、正極集電体３０に接合された正極リード１９とを有する。正極リード１９は、正極集電体３０と正極端子を電気的に接続する。正極リード１９は、帯状の導電部材である。正極リード１９は、正極集電体３０からＺ方向の一方側（上側）に延出する。正極リード１９は、例えば電極体１４におけるｒ方向の略中央部に設けられる。
【００１７】
負極１２は、帯状の負極集電体３５と、負極集電体３５に接続された負極リード２０ａ,２０ｂとを有する。負極リード２０ａ，２０ｂは、負極集電体３５と負極端子を電気的に接続する。負極リード２０ａ，２０ｂは、帯状の導電部材である。負極リード２０ａ，２０ｂは、負極集電体３５からＺ方向の他方側（下側）に延出する。図２に示すように、負極リード２０ａは、電極体１４の巻き始め側にある負極集電体３５の端部（電極体１４の巻芯側の端部）に設けられる。負極リード２０ｂは、電極体１４の巻き終り側にある負極集電体３５の端部（電極体１４の巻外側の端部）に設けられる。
【００１８】
正極リード１９及び負極リード２０ａ,２０ｂは、例えば、集電体３０,３５の厚みの３倍〜３０倍の厚さを有し、５０μｍ〜５００μｍの厚さを有する。正極リード１９は、アルミニウムを主成分とする金属によって構成されると好ましい。負極リード２０ａ，２０ｂは、ニッケル又は銅を主成分とする金属によって構成されると好ましい。負極リード２０ａの硬度は、例えば、３０〜１００の範囲のビッカース硬さ（ロックウェル硬さ）を有すると好ましく、６０〜１００の範囲のビッカース硬さを有することがより好ましい。負極リード２０aが硬すぎると、電極体１４を円筒形状に成形し難くなる。負極リード２０aが硬度が小さいと、後述するように電極体１４の座屈を抑制しがたい。なお、負極リードが例えば表面と裏面とでビッカース硬さが異なる場合には、ビッカース硬さが大きい方の面の硬さが、前述のビッカース硬さに含まれることが好ましい。正極リードの数、配置等は特に限定されない。負極リードは、電極体１４のｒ方向の内側の巻き始め側の端部（電極体１４の巻芯側の端部）のみに設けられてもよい。
【００１９】
図２に示すように、正極１１、負極１２、及びセパレータ１３は、ｒ方向に交互に積層された状態で渦巻状に巻回される。正極１１,負極１２及びセパレータ１３の幅方向は、Ｚ方向に一致する。なお、負極１２および負極集電体３５は、長尺状である。負極１２および負極集電体３５の短手方向が、負極１２及び負極集電体３５の幅方向である。本実施形態では、電極体１４の中心である巻芯に空間２８が設けられるが、電極体の巻芯にセンターピンを配設することもできる。
【００２０】
セパレータ１３としては、例えば、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布などが挙げられる。セパレータ１３の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂が好ましい。セパレータ１３の厚みは、例えば１０μｍ〜５０μｍである。セパレータ１３は、電池の高容量化・高出力化に伴い薄膜化の傾向にある。セパレータ１３は、例えば１３０℃〜１８０℃程度の融点を有する。
【００２１】
図３に示すように、正極１１のγ方向寸法は、負極１２のγ方向寸法よりも小さい。正極１１は、帯状の正極集電体３０と、正極集電体３０上に配設された正極活物質層３１とを有する。負極１２は、帯状の負極集電体３５と、負極集電体３５上に配設された負極活物質層３６とを有する。正極活物質層３１は、正極集電体３０の表側面（ｒ方向の外側面）と裏側面（ｒ方向の内側面）の両面に配設される。負極活物質層３６は、負極集電体３５の表側面（ｒ方向の外側面）と裏側面（ｒ方向の内側面）の両面に配設される。
【００２２】
正極集電体３０には、例えば、アルミニウムなどの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。正極集電体３０の厚みは、例えば１０μｍ〜３０μｍである。
【００２３】
正極活物質層３１は、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことが好ましい。正極１１（正極板）は、例えば、正極活物質、導電剤、結着剤、及びＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶剤を含む正極合剤スラリーを正極集電体３０の両面に塗布し、塗膜を乾燥し、圧延することにより製造できる。
【００２４】
正極活物質としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ等の遷移金属元素を含有するリチウム含有遷移金属酸化物が例示できる。リチウム含有遷移金属酸化物は、特に限定されないが、一般式Ｌｉ１＋ｘＭＯ２（式中、−０．２＜ｘ≦０．２、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの少なくとも１種を含む）で表される複合酸化物を含むことが好ましく、又は、一般式ＬｉＸＮｉＹＭ１−ＸＯ２（０＜Ｘ＜１.１、０.８＜Ｙ、Ｍは、少なくとも１種以上の金属）で表されるリチウム−ニッケル複合酸化物を含むことが好ましい。
【００２５】
導電剤の例としては、カーボンブラック（ＣＢ）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料などが挙げられる。また、結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。
【００２６】
正極１１は、γ方向の略中央部に正極活物質層３１が設けられない無地部３２を有する。無地部３２においては、正極集電体３０が露出する。無地部３２は、正極集電体３０のＺ方向の全長に亘って設けられる。無地部３２は、γ方向において、正極リード１９よりも幅広に構成される。無地部３２には、正極リード１９が溶接等により接合される。正極リード１９は、正極集電体３０と電気的に接続される。集電性の観点から、図３に示すように、無地部３２は、γ方向における正極集電体３０の両端から略等距離の位置に設けられると好ましい。しかし、無地部は、γ方向の正極集電体３０の端部付近に配設されてもよい。無地部３２は、例えば正極集電体３０の一部に正極合剤スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。
【００２７】
負極集電体３５には、例えば、銅などの金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等が用いられる。負極集電体３５の厚みは、例えば５μｍ〜３０μｍである。負極活物質層３６は、負極活物質及び結着剤を含むことが好ましい。負極１２は、例えば負極活物質、結着剤、及び水等を含む負極合剤スラリーを負極集電体３５の両面に塗布し、塗膜を乾燥し、圧延することにより構成される。
【００２８】
負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、放出できるものであれば特に限定されず、例えば天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと合金化する金属、又はこれらを含む合金、複合酸化物などを用いることができる。負極活物質層３６に含まれる結着剤には、例えば正極１１の場合と同様の樹脂が用いられる。水系溶媒で負極合剤スラリーを調製する場合は、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ＣＭＣ又はその塩、ポリアクリル酸又はその塩、ポリビニルアルコール等を用いることができる。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。負極活物質は、Ｌｉの挿入離脱が可能な層状構造を有する化合物、例えば、前述の天然黒鉛や人造黒鉛等で構成されると好ましい。
【００２９】
負極活物質層３６は、負極集電体３５上であって、負極集電体３５の巻き始め側の端６０に対して負極集電体３５の延在方向（γ方向）に間隔をおいた位置に配置される。負極活物質層３６は、γ方向に延在する。換言すると、負極１２は、電極体１４の巻き始め側の負極集電体３５の端部に、負極活物質層３６が設けられない無地部３７ａを有する。無地部３７ａは、端部３６ａよりも電極体１４の巻き始め側に位置する。負極１２は、電極体１４の巻き終り側の端部にも、負極集電体３５上に負極活物質層３６が設けられない無地部３７ｂを有する。各無地部３７ａ，３７ｂにおいては、負極集電体３５が露出する。
【００３０】
無地部３７ａは、負極集電体３５のＺ方向の全長に亘って設けられ、γ方向において負極リード２０ａよりも幅広に構成される。また、無地部３７ｂは、負極集電体３５のＺ方向の全長に亘って設けられ、γ方向において負極リード２０ｂよりも幅広に構成される。
【００３１】
なお、図３に示す例では、電極体１４の巻き始め側の無地部３７ａのγ方向の寸法は、電極体１４の巻き終り側の無地部３７ｂのγ方向の寸法よりも大きくなっているがこれに限らない。また、集電性の観点から、無地部３７ａ，３７ｂが、負極集電体３５上におけるγ方向の両側に設けられると好ましい。しかし、複数の無地部が、負極集電体３５上におけるγ方向の中央部付近に設けられてもよい。なお、各無地部は、負極のＺ方向の他端（下端）からＺ方向の一端（上端）に至らない長さで形成されてもよい。各無地部３７ａ,３７ｂは、例えば、負極集電体３５の一部に負極合剤スラリーを塗布しない間欠塗布により設けられる。
【００３２】
無地部３７ａには、負極リード２０ａが溶接等により直接的に取り付けられる。負極リード２０ａは、負極集電体３５と電気的に接続される。また、無地部３７ｂには、負極リード２０ｂが溶接等により取り付けられる。負極集電体３５と負極リード２０ｂは、電気的に接続される。無地部３７ａは、負極集電体３５の両面に設けられることが好ましい。無地部３７ｂは、負極集電体３５の両面に設けられることが好ましい。
【００３３】
負極リード２０ａは、負極集電体３５のｒ方向の外周側の面に接合される。負極リード２０ａは、無地部３７ａのＺ方向の下端よりも下方に延出する。負極リード２０ａは、負極集電体３５のＺ方向の中央部よりも上端側に設けられ、負極集電体３５の下端よりも突出して設けられる。
【００３４】
Ｚ方向（負極集電体の幅方向）において、負極リード２０ａが負極集電体３５と重畳する長さは、負極集電体３５の長さの７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることが更に好ましい。負極リードは、負極集電体のＺ方向の一端（上端）からＺ方向の他端（下端）まで配設される部分を含んでもよい。
【００３５】
図４から図７を参照しながら、電極体の巻芯近傍の構造について説明する。図４から図７は、電極体をＺ方向に対して垂直な平面で切断したときにおける、電極体の巻芯近傍の模式断面図である。図４から図７では、セパレータ１３の図示を省略する。図４から図７におけるθ１、θ２、θ３およびθ４は、収容部材が円形状となるような平面で切断した場合に、収容部材の中心を角の頂点とし、角の頂点から負極リードの両端に向かって引いた仮想的な線を角の辺とし、角の中心と角の辺で規定される鋭角の領域を表す。『収容部材が円形状となるような平面で切断した場合』とは、電極体をＺ方向に対して垂直な平面で切断した場合と、言い換えることができる。
【００３６】
非水電解質二次電池１０が充放電されるとリチウムイオンの吸蔵に伴って正極活物質層３１及び負極活物質層３６が膨張収縮する。非水電解質二次電池１０の充放電が繰り返されると、電極体１４は、電極体の巻芯に向かって局所的に屈曲する座屈が生じることがある。
【００３７】
本発明者は、係る座屈が、正極活物質層３１の端部３１aおよび／又は負極活物質層３６の端部３６ａに生じる応力集中が一因で発生することを見出した。電極体の巻回構造の内部において、端部３１aおよび端部３６aは、正極活物質層３１および負極活物質層３６の厚みに起因した段差であり、角部を構成する。端部３１aおよび／又は端部３６aに正極活物質層３１および負極活物質層３６が膨張収縮することに伴う応力が集中し、端部３１aおよび／又は端部３６aの周辺で座屈が発生しやすくなる。
【００３８】
図４は、座屈の発生を抑制するための電極体１４の構成を表した模式図である。図４に示すように、負極活物質層３６における電極体１４の巻き始め側の端部３６ａは、ｒ方向（電極体１４の径方向）において巻芯側の負極リード２０ａよりも外周側に配設される。端部３６ａは、θ方向（電極体１４の周方向）において負極リード２０ａが存在する領域（中心角の範囲）θ１に設けられる。負極活物質層３６の端部３６ａは、領域θ１の中央に配設されると好ましい。負極活物質層の端部３６ａは、巻芯側の負極リード２０ａが存在する領域θ１の中央以外に配設されてもよい。
【００３９】
図５は、電極体３１４における図４に対応する模式断面図である。電極体３１４では、正極３１１において正極活物質層３３１の端部３３１ａと、負極３１２において負極活物質層３３６の端部３３６ａの両方が、巻芯側の負極リード３２０ａが設けられるθ方向の領域θ４の範囲外に配置される。よって、正極活物質層３３１の端部３３１aおよび負極活物質層３３６の端部３３６ａに生じる応力集中を抑制できる手段が何等存在せず、端部３３１ａ,３３６ａの周辺で座屈が起こり易くなる。
【００４０】
図４に示す電極体１４によれば、負極活物質層３６の端部３６ａが、電極体１４の径方向（ｒ方向）において負極リード２０ａよりも外周側で、かつ電極体１４の周方向（θ方向）において負極リード２０ａが存在する領域θ１の範囲内に配設される。したがって、ｒ方向から見たときに、端部３６ａの少なくとも一部が、剛性が大きい負極リード２０ａに重なる。剛性が大きい負極リード２０ａで、端部３６ａのｒ方向（電極体１４の巻芯方向）変形を抑制することができ、端部３６ａが起点となる電極体１４の座屈を抑制できる。
【００４１】
尚、本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
【００４２】
図６は、変形例１の電極体１１４における図４に対応する模式断面図である。変形例１では、負極活物質層３６の端部３６ａの代わりに、正極活物質層１３１の端部１３１ａが、電極体１１４の径方向（ｒ方向）において負極リード１２０ａよりも外周側で、かつ電極体１１４の周方向（θ方向）において負極リード１２０ａが存在する領域（中心角の範囲）θ２の範囲内に配設されている。
【００４３】
ｒ方向から見たときに、正極活物質層１３１の端部１３１ａの少なくとも一部が、剛性が大きい負極リード１２０ａに重なる。剛性が大きい負極リード１２０ａで、端部１３１ａのｒ方向（電極体１１４の巻芯方向）変形を抑制することができ、端部１３６ａが起点となる電極体１１４の座屈を抑制できる。変形例１の場合でも、端部１３１ａがｒ方向に変形しにくくなり、端部１３１ａが起点となる座屈を抑制できる。なお、変形例１でも、図６に示すように、正極活物質層１３１の端部１３１ａが、領域θ２の中央付近に配設されると好ましい。しかし、正極活物質層の端部は、領域θ２の中央以外に配設されてもよい。
【００４４】
図７は、変形例２の電極体２１４における図４に対応する模式断面図である。変形例２では、正極活物質層２３１の端部２３１ａ及び正極活物質層２３６の端部２３６ａが、電極体２１４の径方向（ｒ方向）において負極リード２２０ａよりも外周側で、かつ電極体２１４の周方向（θ方向）において負極リード２２０ａが存在する領域（中心角の範囲）θ３に配設されている。変形例２の場合も、端部２３１ａ,２３６ａがｒ方向に変形しにくくなり、端部２３１ａ,２３６ａが起点となる電極体２１４の座屈を抑制できる。
【００４５】
変形例２の場合、正極活物質層２３１の端部２３１aと、負極活物質層２３６の端部２３６aとが、領域θ３の範囲内で、互いに異なる位相に配設されてもよい。また、２つの端部のうちの少なくとも一方が巻芯側の負極リードが存在する領域の中央付近に配設されると好ましいが、それに限らない。
【００４６】
なお、負極活物質層が設けられる領域は、正極活物質層が設けられる領域よりも大きいので、負極の方が正極よりもリチウムの吸蔵に伴う膨張収縮に起因する力が大きくなり易い。よって、負極活物質層の端部が、電極体の径方向（ｒ方向）において負極リードよりも外周側で、かつ電極体の周方向（θ方向）において負極リードが存在する領域に配設されると好ましい。
【００４７】
また、負極リードが、帯状の負極集電体の幅方向（Ｚ方向）の上端から下端までを含むようにしてもよい。そして、電極体の径方向（ｒ方向）から見たとき、正極活物質層の端部と負極活物質層の端部のうちの少なくとも一方の全てが負極リードに重なるようにしてもよい。この場合、当該少なくとも一方の端部の全てを負極リードでｒ方向に支持できて好ましい。
【００４８】
また、負極リードの硬さを、３０〜１００の範囲のビッカース硬さにすると、正極活物質層の端部および／又は負極活物質層の端部の周辺が変形するのを効果的に抑制できる。また、負極リードの膜厚を５０μｍ〜５００μｍの範囲に設定すると、当該端部の周辺が変形するのを効果的に抑制できて好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、非水電解質二次電池に、利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  非水電解質二次電池
１１  正極
１２  負極
１３  セパレータ
１４，１１４，２１４  電極体
１９  正極リード
２０ａ，１２０ａ，２２０ａ  負極リード
３０  正極集電体
３１，１３１，２３１  正極活物質層
３１ａ，１３１ａ，２３１ａ  正極活物質層の端部
３２  無地部
３５  負極集電体
３６，１３６，２３６  負極活物質層
３６ａ，１３６ａ，２３６ａ  負極活物質層の端部
３７ａ，３７ｂ  無地部
θ１  鋭角
【図１】
2018061381.tif 000003
【図２】
2018061381.tif 000004
【図３】
2018061381.tif 000005
【図４】
2018061381.tif 000006
【図５】
2018061381.tif 000007
【図６】
2018061381.tif 000008
【図７】
2018061381.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月3日(2018.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極とがセパレータを挟んで巻回された電極体を備えた非水電解質二次電池であって、
前記電極体は、円筒形状の収容部材に収容され、
前記正極は、正極集電体と正極活物質層とを備え、
前記正極活物質層は、前記正極集電体上に延在するように配設され、
前記負極は、負極集電体と負極活物質層と負極リードとを備え、
前記負極活物質層は、前記負極集電体上に延在するように配設され、
前記負極リードは、前記負極集電体に接続され、
前記負極リードは、前記電極体の巻き始め側にある前記負極活物質層の端部および前記電極体の巻き始め側にある前記正極活物質層の端部よりも、前記電極体の巻芯側に配置され、
前記収容部材が円形状となるような平面で切断した場合に、前記収容部材の中心を角の頂点とし、前記角の頂点から前記負極リードの両端に向かって引いた仮想的な線を角の辺とし、
前記負極活物質層の前記端部および前記正極活物質層の前記端部のうち少なくとも一方は、前記角の中心と前記角の辺で規定される鋭角の領域に含まれる、非水電解質二次電池。
【請求項２】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記負極集電体は長尺状であり、前記負極集電体の短手方向を前記負極集電体の幅方向とした場合に、
前記負極集電体の幅方向における前記負極リードは、前記負極集電体の幅方向の前記負極集電体の長さの７０％以上の長さを有する、非水電解質二次電池。
【請求項３】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記電極体の径方向から見たとき、前記負極活物質層の前記端部および前記正極活物質層の前記端部の少なくとも一方の全てが前記負極リードに重なる、非水電解質二次電池。
【請求項４】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記正極活物質層が、一般式ＬｉＸＮｉＹＭ１−ＸＯ２（０＜Ｘ＜１.１、０.８＜Ｙ、Ｍは、少なくとも１種以上の金属）で表されるリチウム−ニッケル複合酸化物を含む、非水電解質二次電池。
【請求項５】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記負極活物質が、Ｌｉの挿入離脱が可能な層状構造を有する化合物である、非水電解質二次電池。
【請求項６】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記負極リードは、前記正極集電体および前記負極集電体の厚みに対して３倍以上３５倍以下の厚みを有する、非水電解質二次電池。
【請求項７】
請求項１に記載の非水電解質二次電池において、
前記負極リードは、３０から１００の範囲のビッカース硬さに含まれる硬さを有する、非水電解質二次電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本開示の一態様である非水電解質二次電池は、正極と負極とがセパレータを挟んで巻回された電極体を備える。電極体は円筒形状の収容部材に収容される。正極は正極集電体と正極活物質層とを備える。正極活物質層は正極集電体上に延在するように配設される。負極は負極集電体と負極活物質層と負極リードとを備える。負極活物質層は負極集電体上に延在するように配設される。負極リードは負極集電体に接続される。負極リードは電極体の巻き始め側にある負極活物質層の端部および電極体の巻き始め側にある正極活物質層の端部よりも電極体の巻芯側に配置される。収容部材が円形状となるような平面で切断した場合に、収容部材の中心を角の頂点とし、角の頂点から負極リードの両端に向かって引いた仮想的な線を角の辺とし、負極活物質層の端部および正極活物質層の端部のうち少なくとも一方は、角の中心と角の辺で規定される鋭角の領域に含まれる。
【国際調査報告】
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